Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам зажигания легких топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания. Технический результат заключается в возможности создания устройства зажигания, которое способно работать в широком диапазоне температур с сохранением электрических параметров и имеет высокую вибростойкость и механическую прочность конструкции. Устройство зажигания снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания. Свеча зажигания содержит металлический корпус с завальцованным в нем керамическим изолятором, внутри которого расположен центральный электрод. На корпусе свечи закреплен боковой электрод, образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода. Усилитель искры для свечи зажигания содержит центральный электрод и конденсатор в виде керамической втулки с обкладками. На центральном электроде свечи зажигания установлен фиксирующий элемент, связанный с центральным электродом усилителя. На фиксирующем элементе расположена керамическая втулка конденсатора. Втулка конденсатора имеет две обкладки. Одна из обкладок состоит по крайней мере из трех частей, соединенных между собой, причем две части обкладки размещены на противоположных торцах втулки, а третья часть - внутри нее. Другая - внешняя обкладка установлена в проточке, выполненной на наружной поверхности керамической втулки, и на ней закреплен дополнительный боковой электрод усилителя. Второй конец бокового электрода усилителя связан с металлическим корпусом свечи. При этом центральный электрод усилителя контактирует с верхней торцевой частью обкладки, а фиксирующий элемент - с нижней торцевой и внутренней частями. В пространстве между корпусом и другими элементами устройства расположен электроизоляционный термостойкий материал. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам зажигания легких топливных смесей в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Оно может быть использовано, как в новых ДВС, так и при модернизации старых, находящихся в эксплуатации.

Известен усилитель искры для свечи зажигания, содержащий корпус, размещенные в нем трубчатый изолятор с установленным внутри него центральным электродом, и конденсатор, в виде керамической втулки с обкладками, боковой электрод, закрепленный на одной из обкладок и снабженный металлической обечайкой, предназначенной для контакта со свечей, и фиксирующий элемент (см. свидетельство на полезную модель №16225, по кл. Н 01 Т 13/04, 2000 г.).

Недостатками известной конструкции являются:

- низкая надежность изделия, т.к. его эксплуатационный ресурс составляет около 3000 часов;

- низкая технологичность из-за применения разнородных керамических материалов с низкой электропрочностью;

- высокий уровень (до 40%) технологических потерь.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающее свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, и усилитель искры для свечи зажигания, содержащий центральный электрод и конденсатор, в виде керамической втулки с обкладками, и фиксирующий элемент (см. патент РФ №2133535, по кл. Н 01 Т 13/04, 1999 г.).

Недостатками известной конструкции являются:

- низкая эксплуатационная надежность усилителя, происходит попадание загрязненной воздушно-капельной среды подкапотного пространства между трубчатым изолятором и керамической втулкой;

- низкая технологичность из-за применения разнородных керамических материалов с низкой электропрочностью;

- высокий уровень (до 60%) технологических потерь.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются:

- упрощение конструкции устройства;

- повышение технологичности конструкции при серийном производстве устройства;

- создание конструкции с повышенным рабочим ресурсом при одновременном снижением материалоемкости;

- использование керамики с повышенной электропрочностью;

- уменьшение габаритных размеров конструкции по диаметру.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигают созданием устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающего свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, и усилитель искры для свечи зажигания, содержащий центральный электрод и конденсатор в виде керамической втулки с обкладками, которое, согласно изобретению, снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, и фиксирующим элементом, установленным на центральном электроде свечи зажигания и связанным с центральным электродом усилителя, и на нем расположена керамическая втулка конденсатора, при этом втулка имеет две обкладки, одна из которых состоит из по крайней мере трех частей, соединенных между собой, причем две части обкладки размещены на противоположных торцах втулки, а третья часть - внутри нее, а другая - внешняя обкладка установлена в проточке, выполненной на наружной поверхности керамической втулки и на ней закреплен дополнительный боковой электрод усилителя, второй конец которого связан с металлическим корпусом свечи, при этом центральный электрод усилителя контактирует с верхней торцевой частью обкладки, а фиксирующий элемент - с нижней торцевой и внутренней частями обкладки и в пространстве между элементами устройства и корпусом расположен электроизоляционный термостойкий материал.

Дополнительный боковой электрод усилителя и его соединение непосредственно с металлическим корпусом свечи обеспечивают электрический контакт между внешней обкладкой конденсатора с боковым электродом свечи.

Снабжение конструкции корпусом, выполненным единым для свечи зажигания и усилителя искры, позволяет:

- упрочнить конструкцию, как по материалу, так и по электропрочности;

- сократить количество элементов;

- уменьшить количество разных материалов, поскольку они выполнены из единого материала.

Заполнение воздушного пространства в корпусе устройства электроизоляционным термостойким материалом позволяет исключить образование водяного конденсата, загрязнение рабочих поверхностей и одновременно увеличивает герметичность свечи зажигания.

Предлагаемая конструкция устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания позволяет уменьшить вес изделия в 5 раз.

Изобретение характеризуется также тем, что обкладки усилителя выполнены в виде тонкого слоя токопроводящего металла, в качестве которого используют или серебро, или алюминий, или никель, что дает возможность при одновременном уменьшении массы и габаритов конструкции повысить ресурс его работы.

Изобретение также характеризуется тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде шайбы, на которой закреплена цилиндрическая втулка.

Это позволяет обеспечить надежный электрический контакт между центральным электродом свечи, с торцевыми и внутренней частями обкладки и центральным электродом усилителя.

Фиксирующий элемент обеспечивает размещение втулки конденсатора строго по вертикальной оси устройства.

Выполнение центрального электрода усилителя в виде шпильки, имеющей площадку, предназначенную для контакта с верхней торцевой частью обкладки конденсатора, позволяет обеспечить надежный электрический контакт между элементами устройства.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно понизить стоимость изделия за счет уменьшения количества исходного сырья и драгметаллов, большей технологичности процесса изготовления усилителя и сборки готового изделия.

Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков, в аналогичных конструкциях устройств зажигания для двигателя внутреннего сгорания, т.е. предлагаемое решение соответствует критерию “новизна”.

При анализе известных аналогов и прототипа не обнаружено предложение с совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, из чего следует, что для специалистов, занимающихся усилителями искры для свечи зажигания, оно явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, соответствует критерию изобретения “изобретательский уровень”.

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность предлагаемого устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания поясняется нижеследующим описанием и чертежом.

Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания включает корпус 1, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, фиксирующий элемент, а в пространстве между элементами устройства и корпусом расположен электроизоляционный термостойкий материал 2.

Свеча зажигания содержит металлический корпус 3, завальцованный в нем керамический изолятор 4, расположенный внутри него центральный электрод 5 и боковой электрод 6, закрепленный на корпусе 3 и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода 5.

Усилитель искры для свечи зажигания содержит центральный электрод и конденсатор в виде керамической втулки 8 с обкладками.

Центральный электрод усилителя может быть выполнен в виде шпильки 9, имеющей площадку 10, предназначенную для контакта с обкладкой конденсатора.

Втулка 8 имеет две обкладки, одна из которых состоит по крайней мере из трех частей, соединенных между собой, причем две части обкладки 11, 12 размещены на противоположных торцах втулки, а третья часть 13 - внутри нее, а другая - внешняя обкладка 14 установлена в проточке 15, выполненной на наружной поверхности керамической втулки 8 и на ней закреплен дополнительный боковой электрод 16 усилителя, связанный с металлическим корпусом 3 свечи.

Все части 11, 12, 13 обкладки и внешняя обкладка 14 выполнены в виде тонкого слоя токопроводящего металла, в качестве которого используют или серебро, или алюминий, или никель.

Фиксирующий элемент выполнен в виде шайбы 17, на которой закреплена цилиндрическая втулка 18. Фиксирующий элемент может быть выполнен зацело.

Фиксирующий элемент установлен на центральном электроде 5 свечи зажигания и на нем расположена керамическая втулка 8 конденсатора.

При этом площадка 10 центрального электрода усилителя контактирует с верхней торцевой частью 11 обкладки, а шайба 17 фиксирующего элемента - с нижней торцевой частью 12 обкладки.

Устройство готово к эксплуатации.

После установки устройства в двигатель внутреннего сгорания подают высокое напряжение на центральный электрод усилителя через разъем высоковольтного провода, при этом в процессе работы конденсатор заряжается и после достижения ионизации искрового промежутка между боковым электродом 6 свечи и ее центральным электродом 5 разряжается. Происходит воспламенение горючей смеси.

Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания было опробовано и испытано. При опытных испытаниях получены следующие показатели:

Ходовые испытания показали, что предлагаемая конструкция имеет:

- повышенную вибростойкость конструкции;

- работу в более широком диапазоне температур с сохранением стабильности электрических параметров;

- высокую механическую прочность конструкции.

Формула изобретения

1. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающее свечу зажигания, содержащую металлический корпус, завальцованный в нем керамический изолятор, расположенный внутри него центральный электрод и боковой электрод, закрепленный на корпусе и образующий искровой промежуток с торцом центрального электрода, и усилитель искры для свечи зажигания, содержащий центральный электрод и конденсатор в виде керамической втулки с обкладками, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено корпусом, в котором установлены свеча зажигания и усилитель искры для свечи зажигания, и фиксирующим элементом, установленным на центральном электроде свечи зажигания и связанным с центральным электродом усилителя, и на нем расположена керамическая втулка конденсатора, при этом втулка имеет две обкладки, одна из которых состоит из, по крайней мере, трех частей, соединенных между собой, причем две части обкладки размещены на противоположных торцах втулки, а третья часть - внутри нее, а другая - внешняя - обкладка установлена в проточке, выполненной на наружной поверхности керамической втулки и на ней закреплен дополнительный боковой электрод усилителя, второй конец которого связан с металлическим корпусом свечи, при этом центральный электрод усилителя контактирует с верхней торцевой частью обкладки, а фиксирующий элемент - с нижней торцевой и внутренней частями и в пространстве между элементами устройства и корпусом расположен электроизоляционный, термостойкий материал.

2. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что обкладки усилителя выполнены в виде тонкого слоя токопроводящего металла.

3. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания по п.2, отличающееся тем, что в качестве токопроводящего металла используют или серебро, или алюминий, или никель.

4. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде шайбы, на которой закреплена цилиндрическая втулка.

5. Устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что центральный электрод усилителя выполнен в виде шпильки, имеющей площадку, предназначенную для контакта с обкладкой конденсатора.

РИСУНКИ